[发明专利]无卤环保阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法

说明书

本发明提供无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，以热塑性聚氨酯弹性体的质量为100％计，组合物包含如下组分：热塑性聚氨酯弹性体100％；经表面处理的高熔点纤维10‑40％，优选15‑35％，进一步优选19‑29％；还包括阻燃剂，阻燃剂包括硅系阻燃剂，所述硅系阻燃剂为热塑性聚氨酯弹性体质量的10‑35％，优选15‑30％，进一步优选19‑25％；经表面处理的高熔点纤维为经多异氰酸酯类物质表面处理过的高熔点纤维，高熔点纤维的熔点≥200℃。本发明提供的无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，不会削弱热塑性聚氨酯弹性体的机械性能，而且为热塑性聚氨酯组合物赋予了高阻燃特性和耐高温老化性能。

技术领域

本发明涉及阻燃热塑性聚氨酯弹性体(TPU)组合物，具体涉及包含多种非卤素阻燃剂的阻燃热塑性聚氨酯弹性体(TPU)组合物。

背景技术

热塑性聚氨酯(TPU)由于其优异的抗张强度、抗撕裂强度、耐磨性、低温弹性以及可采用多种热塑加工成型方式，其在注塑制品、薄膜、电线电缆、管材等领域有着广泛应用。但由于热塑聚氨酯本身结构特性，具有阻燃性能不佳、氧指数低、在燃烧过程中产生大量滴落物等缺点，从而限制了其在一些对阻燃有明确要求领域的应用。

传统基于溴和氯的卤素阻燃添加剂已经被广泛应用于TPU组合物提供阻燃性能。近年来，随着大部分国家和行业对环保安全要求日益严格，要求阻燃TPU配方设计要采用其他非卤素阻燃体系。

Noveon Co.在美国公开专利US6777466中公开了使用三聚氰胺氰脲酸酯作为阻燃热塑性聚氨酯组合物中唯一的有机阻燃剂添加剂，该专利公开的组合物无卤环保、较好保持热塑性聚氨酯的机械性能，但是组合物在燃烧过程中仍会发生滴落现象，限制其组合物在一些高阻燃要求领域的应用。

Lubrizol Co.在美国公开专利US20090326108中公开了使用含有有机磷酸酯、三聚氰胺衍生物、双季戊四醇中一种或多种组分的阻燃聚氨酯弹性体组合物。该专利公开的组合物无卤环保，具备较高的阻燃性能，但是组合物的机械性能受到一定影响。

BASF在美国公开专利US20130245169中公开了使用表面处理的金属强氧化物作为阻燃热塑性聚氨酯组合物阻燃剂添加剂。该专利公开的组合物具有低烟和一定成本优势，但金属强氧化物添加量较大，大大牺牲了热塑性聚氨酯的机械性能，限制了组合物在一些对阻燃性能和机械性能要求都很好的工业领域的应用。

Huntsman在CN201280011122.X中公开了含有金属类氧化物、多聚磷酸铵及其衍生物类磷酸盐、低聚磷酸酯组分的阻燃聚氨酯弹性体组合物，该专利公开的组合物牺牲了热塑性聚氨酯的一定机械性能，同时组合物长期在高温高湿暴露，部分添加物容易迁移，从而限制了组合物的应用领域。

信越公司在CN201010258036.1中公开了含有多聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺，以及经过表面处理的多聚磷酸铵、季戊四醇及其衍生物、有机硅氧烷组分的阻燃聚氨酯弹性体组合物，该组合物阻燃性能优异，发烟量较低，但牺牲了热塑性聚氨酯的一定机械性能，限制其组合物在高机械性能要求领域的应用。

由此可见，现有阻燃TPU组合物有的在燃烧过程中会发生滴落，有的机械性能大幅度下降，这些都大大限制了其公开组合物的应用，尤其是在一些既要求高机械性能又要求高阻燃等级、同时燃烧过程中不发生滴落的汽车、军工、能源等应用领域。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，该组合物为热塑性聚氨酯赋予了优异的机械性能、高阻燃特性和耐高温老化性能。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

本发明提供一种无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体组合物，包括热塑性聚氨酯弹性体和阻燃剂组合物，其中所述阻燃剂组合物包括经表面处理的高熔点纤维和硅系阻燃剂；以热塑性聚氨酯弹性体的质量为100％计，各组分的质量用量如下：

热塑性聚氨酯弹性体100％；